RAW - ĐỊNH DẠNG ẢNH SỐ CHO TƯƠNG LAI

Nếu là người chơi ảnh số thì chắc hẳn bạn đã quá quen thuộc với các định dạng ghi ảnh như JPG (khá thông dụng), TIFF... Những định dạng này sử dụng kỹ thuật 'nén có mất dữ liệu' (lossy compression) nên một phần thông tin ảnh sẽ được lược bỏ để giảm dung lượng tập tin. Nhưng với định dạng RAW thì khác. Tên RAW không phải ghép từ các ký tự đầu, mà chính xác mang nghĩa còn thô nguyên gốc (raw). RAW cũng là tên chung cho nhiều định dạng tập tin ảnh riêng của các nhà sản xuất như .CRW, .CR2 của Canon; .ORF của Olympus,; .MRW của Minolta hay .NEF của Nikon.

RAW là gì ?
Có thể nói tập tin RAW chứa toàn bộ dữ liệu mà bộ cảm biến trong các máy ảnh số ghi được khi chụp. Mỗi hãng có một phương pháp mã hóa dữ liệu bộ cảm ứng thành tập tin ảnh 'thô' khác nhau nhưng trong tất cả trường hợp, thông tin trong tập tin raw đều được giữ nguyên gốc.

Máy ảnh số sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để xử lý, chuyển đổi thông tin nhưng hầu như mọi máy cho phép chụp RAW đều sử dụng bộ cảm biến dạng 'tranh ghép' (mosaic sensor); còn gọi là cảm biến dạng mảng lọc màu (color filter array CFA) dạng 2 chiều. Trong đó, mỗi ô đơn vị biểu diễn một điểm ảnh (pixel) trên tấm ảnh.

Nhưng tế bào cảm quang chỉ có nhiệm vụ qui đổi lượng photon ánh sáng tiếp nhận được thành tín hiệu điện nên thông tin mà tập tin thô nhận được từ mảng lọc màu chỉ là dạng sắc độ xám (grayscale).
ƯU ĐIỂM CỦA RAW
Tại sao nhiều nhiếp ảnh gia chỉ thích RAW mà không hề quan tâm đến JPG hay TIFF? Có 3 nguyên nhân chính:
• Chỉ có định dạng RAW mới hỗ trợ 12 bit màu
• Chỉ có các phần mềm chuyển đổi RAW trên máy tính mới cho phép áp dụng các giải thuật chuyển đổi ảnh màu phúc tạp.
• Chỉ với RAW bạn mới tự do thay đổi các thông số chụp (cân bằng trắng, khử hạt, làm bén chi tiết, level, curve, bù sáng...) để đạt đến một hiệu quả sau cùng cao nhất.

Làm thế nào máy ảnh chuyển thành ảnh màu RGB?

Ngoại trừ một số máy ảnh thế hệ mới sử dụng bộ cảm biến Foveon ('Công nghệ Foveon X3 của Sigma' (TGVT A , số 5/2002, Tr.46) có khả năng ghi nhận độc lập ba màu RGB. Hầu hết cảm biến ảnh CCD và CMOS hiện này đều đặt trên mảng tế bào cảm ứng kính lọc màu đỏ, lục, lam và tạo ra hàng triệu tế bào màu nhỏ, xếp xen kẻ nhau theo một trật tự nhất định. Lượng màu lục luôn gấp đôi vì mắt người nhạy với màu lục hơn.
Không chỉ có dữ liệu ghi nhận thông tin điểm ảnh, tập tin RAW còn chứa dữ liệu dạng metadata của bức ảnh chụp. Metadata, về mặt ngữ nghĩa là 'dữ liệu về dữ liệu' (siêu dữ liệu), được máy ảnh tạo ra mỗi khi chụp. Trong metadata, cả hai định dạng JPEG và RAW đều có phần EXIF (Exchangeable Image Format -định dạng ảnh có thể trao đổi) chứa những thông tin về thao tác chụp ảnh như kiểu máy ảnh, số sêri của máy, tốc độ, khẩu độ, tiêu cự, chế độ flash...

Ngoài mỗi giá trị trong thang xám của từng điểm ảnh, đa số định dạng RAW còn chứa một vòng giải mã (decoder ring) trong metadata để chuyển thông tin sắp xếp các bộ lọc màu trong cảm biến cho bộ chuyển đổi (RAW converter). Nhờ đó, bộ chuyển đổi raw có thể chuyển ảnh từ dạng ghi thô thang độ xám thành một ảnh màu bằng cách 'điều chế' nội suy các màu bị thiếu từ các điểm ảnh lận cận với những thuật toán chuyển màu đặc trưng riêng của từng hãng máy ảnh. Tiến trình này được gọi là 'rã ghép' (demosaicing), nhiệm vụ chủ chốt của bộ chuyển dạng, nhưng chưa phải là đã hoàn tất. Quá trình chuyển dạng RAW có thêm các bước sau:

• Cân bằng trắng (white balance) mà bạn xác lập trên máy ảnh số khi chụp không có bất kỳ tác động nào lên điểm ảnh khi chụp ở chế độ RAW; thông tin này chỉ được ghi vào nhận trong metadata. Nhiều bộ chuyển dùng thông tin này để gọi chế độ cân bằng trắng mặc định nhưng có một số tự phân tích lại ảnh để chọn cân bằng trắng tối ưu.

• Diễn giải thước đo màu (colorimetric interpretation). Mỗi điểm ảnh trong tập tin RAW lưu một bộ trị số biểu diễn độ no màu đỏ, lục, lam. Thế nhưng đỏ, lục, lam lại hết sức 'mơ hồ'! Bởi hỏi 100 người thì nhận được đến 100 màu đỏ khác nhau. Có nhiều bộ lọc màu được sử dụng trên các máy ảnh nên bộ chuyển dạng RAW phải gán màu chính xác với thước màu qui ước; ví dụ, thước CIE YXZ được thiết lập theo khả năng cảm nhận màu của con người.

• Hiệu chỉnh gamma. Ảnh lưu theo dạng RAW có gamma tuyến tính (linear gamma) rất khác với sắc độ trên film nên bộ chuyển dạng RAW phải hiệu chỉnh gamma cho phù hợp với khả năng cảm nhận mắt người.

• Các bộ chuyển dạng RAW sử dụng nhiều giải thuật khác nhau để làm giảm hạt, chống răng cưa, bén chi tiết v.v..

JPEG khác RAW ra sao?

Khi bạn chụp ảnh với định dạng JPEG thì bộ chuyển dạng RAW trong máy ảnh số sẽ thực thi tất cả các bước trên để biến ảnh thô thành ảnh màu và nén lại theo chuẩn nén JPEG. Một số máy ảnh cho phép người dùng chọn thông số như thang độ màu (sRGB, Adobe RGB), độ bén, độ tương phản. Đây là công việc nhiêu khê nếu bạn cứ phải thay đổi thông số liên tục từ ảnh này sang ảnh khác nên rất nhiều bạn giao phó luôn cho máy ảnh. JPEG không dành nhiều khả năng chỉnh sửa và do nén thông tin nên khi chỉnh, bạn dễ làm sai lệch các yếu tố khác; trong đó có màu da.
Thế nhưng khi chụp với định dạng RAW bạn có được sự kiểm soát gần như toàn bộ khả năng diễn giải từ các thông tin ảnh. Khi chụp RAW, máy ảnh chỉ chi phối duy nhất đến ISO, tốc độ trập và khẩu độ. Mọi thứ còn lại đều nằm dưới sự kiểm soát của bạn. Ví dụ, bạn có thể cân chỉnh lại cân bằng trắng, độ phân bố màu, sắc độ, độ bén, mịn hạt của các chi tiết,... Thậm chí, bạn có thể cân chỉnh lại độ bù sáng. Hầu hết các máy ảnh chụp RAW đều ghi nhận được 12 bit màu (tương đương 4.096 sắc độ màu) cho mỗi điểm ảnh; trong khi, JPEG giới hạn 8 bit cho mỗi kênh. Vì thế khi chụp JPEG, bộ chuyển dạng của máy ảnh để loại bỏ khá nhiều thông tin có ích. Tương quan giữa định dạng JPEG và RAW cũng tương tự film âm bản màu với phim slide. JPEG giống film slide vì ghi nhận chính xác ngay lúc chụp và hạn chế trong khả năng chỉnh sửa về sau. RAW thì giống film âm bản vì cho phép chỉnh sửa độ no màu, cân bằng màu... sau khi chụp. RAW còn ẩn tàng nhiều tiềm năng lớn căn cứ theo những cải tiến bộ chuyển dạng của các nhà sản xuất máy ảnh số.

Ảnh kỹ thuật số đã không còn trong thời kỳ non trẻ nữa, nhưng vẫn chưa đến tuổi trưởng thành. Định dạng JPEG hiện nay là khá phổ biến, tiện dụng, thế nhưng không gian sáng tạo trên JPEG rất khiêm tốn. Mười năm tới sẽ có những thay đổi hết sức quan trọng về bộ lọc màu và định dạng RAW sẽ cho bạn cho bạn khai thác triệt để mọi tiềm năng của ảnh dạng thô. Nhiều người đã gọi định dạng RAW là định dạng ảnh số của tương lai.

Như chúng ta đã biết, RAW - là định dạng ảnh kỹ thuật số (KTS) chứa dữ liệu gốc khi máy bắt ảnh và dữ liệu thô này chưa hề qua một công đoạn xử lý nào - đã ngày càng trở nên phổ biến do chất lượng hình cao hơn hẳn cũng như những triển vọng ứng dụng trong tương lai. Thế nhưng, cho đến nay vẫn chưa có bất kỳ một chuẩn mực chung nào cho định dạng này, vì RAW của từng hãng chế tạo máy ảnh hoàn toàn khác nhau, thậm chí khác nhau cả ở 2 kiểu máy ảnh cùng hãng chế tạo. Từ thực tế trên, tập đoàn Adobe Systems Incorporated trong tháng 9 năm 2004 vừa qua đã không che giấu tham vọng “thống nhất mọi định dạng RAW” khi công bố một định dạng chung cho mọi loại RAW: âm bản kỹ thuật số (DNG - Digital Negative), và Adobe cũng đã “hào phóng” cung cấp miễn phí phần mềm Adobe DNG Converter để chuyển đổi tất cả định dạng RAW sang định dạng mới DNG.

ÂM BẢN KTS LÀ GÌ?

Theo thuật ngữ truyền thống của nhiếp ảnh, nếu JPEG được xem như là tấm ảnh đã tráng rọi (rửa) hoàn chỉnh, thì chất liệu gốc để tạo ra tấm ảnh ấy chính là “âm bản”. Mỗi lần bạn xử lý cùng một chất liệu thô này nhưng lại áp dụng các xác lập khác nhau cho giải thuật cân bằng trắng, đặc tả màu, sắc, hiệu chỉnh gamma, giảm hạt, làm bén chi tiết hay bất kỳ một trong nhiều thuộc tính khác của RAW thì bạn lại có một ảnh hoàn toàn khác. Chỉ với phần mềm chuyên biệt bạn mới có thể thâm nhập được các thông số quí giá trong RAW, tương tự như việc bạn có thể in từ 1 tấm film duy nhất ra nhiều kiểu ảnh khác nhau, với những hiệu ứng khác nhau vậy.

Một lý do khác đó là nhu cầu hết sức cấp thiết cho ảnh số: việc tồn trữ lâu dài, có hệ thống các ảnh chụp dạng RAW cho các nhà nhiếp ảnh chuyên nghiệp. Không giống như JPEG và TIFF, RAW chỉ chứa các dữ liệu “nguyên chất”. Thế nhưng với các định dạng RAW hiện nay, vốn chỉ gắn liền với từng loại máy ảnh, hay từng nhà chế tạo, người chụp ảnh không thể nào lưu trữ theo hệ thống được. Và không có gì để đảm bảo là định dang RAW hôm nay sẽ còn được hỗ trợ sau 10, 20 năm nữa, hay liệu hãng chế tạo máy ảnh sẽ còn sản xuất kiểu máy này nữa không?

Adobe đã cam kết với người dùng là định dạng RAW mới .DNG sẽ giúp người chụp ảnh có khả năng lưu trữ toàn vẹn ảnh gốc của mình một cách dài lâu, cho cả các thế hệ mai sau. Định dạng .DNG cũng sẽ được tích hợp trong mọi phần mềm xử lý đồ họa của Adobe (Photoshop CS, Elements,...) và dĩ nhiên trong các lưu đồ làm việc, hiệu chỉnh ảnh dành cho các nhà nhiếp ảnh chuyên nghiệp.

“Định dạng RAW rất quan trọng cho các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp và Photoshop vẫn đang đứng ở vị trí tiền tiêu để tích hợp các tập tin dạng RAW vào trong lưu đồ hiệu chỉnh ảnh số,” đó là tuyên bố của Phó chủ tịch, phụ trách bộ phận sản phẩm về video và ảnh KTS của Adobe. “Việc phát hành Camera Raw plug-in mới nhất có hỗ trợ định dạng .DNG là một bước phát triển có ý nghĩa nhằm giúp cho việc lưu trữ ảnh dạng RAW cho tương lai cũng như việc hỗ trợ mạnh hơn cho các lưu đồ làm việc cho giới ảnh nhà nghề, vốn luôn đánh giá cao phương pháp kiểm soát hình ảnh một cách chính xác.”

Bạn có thể tải xuống plug in mới nhất (Camera Raw 2.3 – hỗ trợ thêm nhiều kiểu máy ảnh) cho Photoshop CS hoàn toàn miễn phí tại http://www.adobe.com/cameraraw.

AI ĐƯỢC HƯỞNG LỢI?

Dĩ nhiên là tập đoàn Adobe. Tuy nhiên, chính cộng đồng ảnh KTS sẽ hưởng lợi nhiều nhất, khi có được một công ty phần mềm thứ ba, độc lập với các nhà chế tạo máy ảnh, phát triển các ứng dụng cho một định dạng RAW thống nhất. Adobe, tập đoàn hàng đầu về xử lý ảnh KTS với khả năng, tài chính hùng mạnh đã và đang hỗ trợ cho trên 60 định dạng RAW khác nhau. Ngoài ra, các công ty vừa và nhỏ khác cũng có thể góp phần phát triển cho định dạng chung .DNG thay vì phải chạy theo hàng chục loại RAW thay đổi liên tục.

NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA .DNG

Vận hành độc lập

Với từng định dạng RAW riêng hiện hành, các chương trình phần mềm muốn xử lý phải biết các thông tin đặc biệt về loại máy ảnh đã chụp bức ảnh đó. Cứ mỗi kiểu máy ảnh mới tung ra thị trường, công ty phần mềm lại phải cập nhật định dạng RAW mới. Nhưng với .DNG thì siêu dữ liệu (metadata) công khai nên các trình xử lý kèm theo như Adobe Camera Raw plug-in không còn cần các thông tin riêng của máy ảnh để giải mã nữa.

Khả năng lưu trữ

Các nhà chế tạo máy ảnh thường bỏ rơi đứa con RAW của mình sau chỉ vài năm khi không còn sản xuất kiểu máy ảnh đó nữa. Và nếu không còn được phần mềm chuyên dùng của hãng chế tạo hỗ trợ thì ảnh đã lưu trữ dưới dạng RAW đó vô giá trị. Với .DNG thì khác, do công khai nên trong tương lai sẽ có nhiều phần mềm đọc được định dạng này.

Tương thích với TIFF

DNG là phiên bản tiếp nối định dạng TIFF 6.0 và cũng tương thích với chuẩn TIFF-EP, nghĩa là người dùng có 1 tập tin RAW cùng lúc đáp ứng cả chuẩn của DNG lẫn TIFF-EP. (Tham khảo chi tiết tại www.adobe.com)

Adobe khuyến cáo người dùng vẫn lưu giữ định dạng RAW nguyên gốc có chứa các siêu dữ liệu của hãng chế tạo máy ảnh.

Tóm lại, có thể còn có một số ý kiến hoài nghi về khả năng “thống nhất” RAW về một mối của Adobe, có thể một số nhà viết phần mềm vẫn còn phân vân liệu có nên gia nhập cuộc chơi đầy cạnh tranh về DNG với gã khổng lồ Adobe hay không, nhưng dù sao với .DNG, người tiêu dùng và nhất là giới nhiếp ảnh “bán và chuyên nghiệp” cũng có thêm cơ hội, công cụ tốt để khai thác mọi tiềm năng của ảnh KTS.

Bảo Vân
baovan-dr@hcm.vnn.vn
Bài viết trích từ
http://www.pcworld.com.vn
Thế Giới Vi Tính A số tháng 1/2005, trang 105
Thế Giới Vi Tính A số tháng 3/2005, trang 100

VNphoto.net trích đăng với sự cho phép của tác giả